DCN - Топологии компьютерных сетей
Сетевая топология - это расположение, при котором компьютерные системы или сетевые устройства подключаются друг к другу. Топологии могут определять как физический, так и логический аспект сети. И логическая, и физическая топологии могут быть одинаковыми или разными в одной сети.
Точка-точка
Сети точка-точка содержат ровно два хоста, такие как компьютер, коммутаторы или маршрутизаторы, серверы, подключенные друг к другу с помощью одного куска кабеля. Часто принимающий конец одного хоста подключен к отправляющему концу другого и наоборот.
Если хосты логически связаны точка-точка, то может иметь несколько промежуточных устройств. Но конечные хосты не знают о базовой сети и видят друг друга так, как будто они подключены напрямую.
Топология шины
В случае шинной топологии все устройства используют одну коммуникационную линию или кабель. В шинной топологии могут возникнуть проблемы, когда несколько хостов отправляют данные одновременно. Следовательно, топология шины либо использует технологию CSMA / CD, либо распознает один хост в качестве мастера шины для решения проблемы. Это одна из простых форм сети, в которой отказ одного устройства не влияет на другие устройства. Но отказ общей линии связи может привести к прекращению работы всех остальных устройств.
Оба конца общего канала имеют терминатор линии. Данные отправляются только в одном направлении, и как только они достигают крайнего конца, терминатор удаляет данные из строки.
Звездная топология
Все хосты в звездообразной топологии подключены к центральному устройству, известному как устройство-концентратор, с помощью соединения точка-точка. То есть между хостами и концентратором существует двухточечное соединение. Устройство концентратора может быть любым из следующих:
- Устройство уровня 1, такое как концентратор или повторитель
- Устройство уровня 2, такое как коммутатор или мост
- Устройство уровня 3, такое как маршрутизатор или шлюз
Как и в топологии шины, концентратор выступает в роли единой точки отказа. Если концентратор выходит из строя, подключение всех хостов ко всем остальным хостам не работает. Любая связь между хостами происходит только через концентратор. Звездная топология не требует больших затрат, так как для подключения еще одного хоста требуется только один кабель, а настройка проста.
Кольцевая топология
В кольцевой топологии каждая хост-машина подключается ровно к двум другим машинам, создавая кольцевую структуру сети. Когда один хост пытается связаться или отправить сообщение хосту, который не находится рядом с ним, данные проходят через все промежуточные хосты. Для подключения еще одного хоста в существующей структуре администратору может потребоваться только еще один дополнительный кабель.
Отказ любого хоста приводит к отказу всего кольца. Таким образом, каждое соединение в кольце является точкой отказа. Есть методы, которые используют еще одно резервное кольцо.
Топология сетки
В этом типе топологии хост подключен к одному или нескольким хостам. В этой топологии хосты находятся в двухточечном соединении с каждым другим хостом или могут также иметь хосты, которые находятся в двухточечном соединении только с несколькими хостами.
Хосты в топологии Mesh также работают как ретрансляторы для других хостов, у которых нет прямых соединений точка-точка. Сеточная технология бывает двух типов:
- Full Mesh: Все хосты имеют двухточечное соединение со всеми остальными хостами в сети. Таким образом, для каждого нового хоста требуется n (n-1) / 2 соединения. Он обеспечивает самую надежную сетевую структуру среди всех сетевых топологий.
- Partially Mesh: Не все хосты имеют двухточечное соединение со всеми остальными хостами. Хосты подключаются друг к другу произвольно. Эта топология существует там, где нам вообще нужно обеспечить надежность некоторым хостам.
Топология дерева
Также известная как иерархическая топология, это наиболее распространенная форма топологии сети, используемая в настоящее время. Эта топология имитирует топологию расширенной звезды и наследует свойства топологии шины.
Эта топология делит сеть на несколько уровней / слоев сети. В основном в локальных сетях сеть делится на три типа сетевых устройств. Самый нижний уровень доступа, к которому подключены компьютеры. Средний уровень известен как уровень распределения, который работает как посредник между верхним и нижним уровнями. Самый высокий уровень известен как базовый уровень и является центральной точкой сети, то есть корнем дерева, от которого ответвляются все узлы.
Все соседние хосты имеют между собой соединение точка-точка. Как и в топологии шины, если корень выходит из строя, страдает даже вся сеть, хотя это не единственная точка отказа. Каждое соединение служит точкой отказа, отказ которой разделяет сеть на недоступные сегменты.
Шлейфовая цепь
Эта топология соединяет все хосты линейным образом. Подобно кольцевой топологии, все хосты подключены только к двум хостам, кроме конечных хостов. Означает, что если конечные хосты в гирляндной цепи подключены, то это представляет кольцевую топологию.
Каждое звено в топологии гирляндной цепи представляет собой единую точку отказа. Каждый сбой канала разделяет сеть на два сегмента. Каждый промежуточный узел работает как ретранслятор для своих непосредственных узлов.
Гибридная топология
Сетевая структура, конструкция которой содержит более одной топологии, называется гибридной топологией. Гибридная топология наследует достоинства и недостатки всех включаемых топологий.
На рисунке выше представлена произвольно гибридная топология. Комбинированные топологии могут содержать атрибуты топологий «звезда», «кольцо», «шина» и «гирляндное соединение». Большинство глобальных сетей подключены с помощью топологии Dual-Ring, и сети, подключенные к ним, в основном являются сетями с топологией Star. Интернет - лучший пример крупнейшей гибридной топологии